JP4587635B2 - Optical member and optical product including the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置などの光学製品に好適に適用可能な光学部材、および該光学部材を備えてなる光学製品に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、例えば、眼鏡レンズ、f・θレンズ、ピックアップレンズ等のレンズ、プリズム、光ファイバー、光記録媒体や光磁気記録媒体のディスク基板、液晶表示装置の構成部材などには、透明性に富むなど、光学的に特徴がある様々なプラスチック材料が用いられている。特に、導光板、偏光板、液晶セルの基板、光拡散板、集光フィルムなどを備えた液晶表示装置における光学系の構成部材の素材として用いられるプラスチック材料は、単に透明であるだけでなく、偏光に対する優れた性質を有することと、耐熱性を有することが重要である。しかしながら、現在、光学製品の光学系の構成部材に用いられているプラスチック材料の偏光に対する性質は十分ではなく、例えば、従来のプラスチック材料からなる部材を光学系に含む液晶表示装置は、使用環境の変化、例えば温度変化や湿度変化によりしばしば表示の色調変化を起す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
かかる状況下、本発明は、光学特性と耐熱性とに優れた光学部材を提供することを目的とし、また、例えば液晶表示装置の光学系の構成部材として、またはその一部として用いたときに表示の色調変化を抑制することができる光学部材を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、鋭意検討の結果、特定の値の光学特性パラメータO'R(∞)およびO'G(∞)を有する重合体が光学部材の素材として好適であり、これにより上記課題を解決できることを見出した。さらに、上記光学部材の素材として特に好適な重合体は、それぞれが特定の分極を有する複数種類のモノマーユニットで構成されることを見出した。本発明者らは上記知見に基づいて本発明を完成させた。
【0005】
すなわち、上記課題は、下記[1]〜[11]の手段により解決することができた。
【0006】
[1] 下式(1)を満たす光学特性パラメータO'R(∞)およびO'G(∞)を有し、非晶質であって、かつ、ガラス転移温度が110℃以上の重合体からなることを特徴とする光学部材。
|O'G(∞)| < −0.75×|O'R(∞)| + 0.017 (1)
【0007】
[2] 前記重合体は、下式(2)を満たすm種類(mは1以上の整数)のモノマーユニットと、下式(2)を満たさないn種類(nは1以上の整数)のモノマーユニットとからなり、かつ、下式(3)および(4)を満たす共重合体であることを特徴とする前記[1]記載の光学部材。
−9.5×10-25 cm3 < ΔαR S (2)
−1.0×10-24 < ΔαR P < −5.0×10-25 cm3 (3)
3.7×10-25 < ΔαG P < 5.4×10-25 cm3 (4)
[式(2)中、ΔαR Sは下式(I)で定義されるパラメータであり、
ΔαR S = α1 S−(1/2)(α2 S+α3 S)−(3/4)P(α1 S−α3 S)(I)
式(I)中、α1 S、α2 S、α3 Sはモノマーユニットにおける側鎖の分極率テンソルの主値であって、α2 S≧α1 S≧α3 Sという関係を満たし、Pは、主鎖と2箇所以上で結合している側鎖を有するモノマーユニットでは0であり、主鎖と2箇所以上で結合している側鎖を有しないモノマーユニットでは1であり、
式(3)、(4)中、ΔαR PおよびΔαG Pは、それぞれ下式(i)および(ii)で定義されるパラメータであり、

Figure 0004587635
式(i)および(ii)中、Xiは式(2)を満たす任意のモノマーユニットのモル分率であり、Yjは式(2)を満たさない任意のモノマーユニットのモル分率であり、ΔαRAi Sは式(2)を満たす任意のモノマーユニットのΔαR Sであり、ΔαRBj Sは式(2)を満たさない任意のモノマーユニットのΔαR Sであり、式(ii)中、ΔαGAi SおよびΔαGBj Sはそれぞれ、式(2)を満たす任意のモノマーユニットについて下式(II)で定義されるΔαG Sの値および式(2)を満たさない任意のモノマーユニットについて下式(II)で定義されるΔαG Sの値であり、
ΔαG S = (1/4)(α2 S−α3 S)−(1/8)P(α1 S−α3 S) (II)
式(II)中、α1 S、α2 S、α3 SおよびPは、前記と同義である。]
【0008】
[3] 前記共重合体は、式(2)を満たす前記モノマーユニットが炭素数2〜3のオレフィン、ノルボルネンおよびノルボルネン誘導体からなる群から選択された化合物に由来し、式(2)を満たさない前記モノマーユニットがビニル基を有する環状化合物に由来する共重合体であることを特徴とする前記[2]記載の光学部材。
【0009】
[4] 前記共重合体は、式(2)を満たさない前記モノマーユニットが芳香族ビニル化合物に由来する共重合体であることを特徴とする前記[3]記載の光学部材。
【0010】
[5] 前記共重合体は、式(2)を満たさない前記モノマーユニットのモル分率の合計が0.1以上0.4以下である共重合体であることを特徴とする前記[4]記載の光学部材。
【0011】
[6] 前記共重合体は、式(2)を満たさない前記モノマーユニットが脂環式ビニル化合物に由来する共重合体であることを特徴とする前記[3]記載の光学部材。
【0012】
[7] 前記共重合体は、式(2)を満たさない前記モノマーユニットのモル分率の合計が0.3以上0.8以下である共重合体であることを特徴とする前記[6]記載の光学部材。
【0013】
[8] 偏光板保護フィルムであることを特徴とする前記[1]〜[7]のいずれか1項に記載の光学部材。
【0014】
[9] 液晶セルの基板であることを特徴とする前記[1]〜[7]のいずれか1項記載の光学部材。
【0015】
[10] 偏光膜の少なくとも片面に、偏光板保護フィルムである前記[1]〜[7]のいずれか1項に記載の光学部材が配されていることを特徴とする偏光板。
【0016】
[11] 前記[9]記載の液晶セルの基板、および/または前記[10]記載の偏光板を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明において、「光学部材」は光学的機能を有する部材を意味し、その大きさや形状、存在状態については特に限定されない。本発明における光学部材は、例えば、(1)それ単独で独立して存在していてもよく、(2)積層などにより他の部材と一体化されていてもよく、また、(3)適宜の手段による支持または固定により他の部材と組み合わされて装置等を構成していてもよい。(1)の状態にある光学部材の例としては、装置用部品として貯蔵や流通下にある、レンズ、プリズム、光ファイバー、光記録媒体や光磁気記録媒体用のディスク基板、偏光板用偏光膜と積層される前の偏光板保護フィルム、液晶表示装置に用いられる液晶セル用の基板などが挙げられ、(2)の状態の光学部材の例としては、偏光膜に積層されて偏光板を構成している偏光板保護フィルム、液晶表示装置用の液晶セルにおける基板などが挙げられ、(3)の状態の光学部材の例としては、フレームに装着された眼鏡レンズ、レーザープリンタに組み込まれたf・θレンズ、CDプレーヤーやDVDプレーヤーなどに組み込まれたピックアップレンズなどが挙げられる。
【0018】
本発明の光学部材は、光学特性パラメータ、O'R(∞)およびO'G(∞)が、下式(1)を満たし、非晶質であって、かつ、ガラス転移温度が110℃以上の重合体からなる。該重合体は、ガラス転移温度が110℃以上であるため、耐熱性に優れたものである。また、非晶質であるため透明性に優れ、かつ、光学特性パラメータ、O'R(∞)およびO'G(∞)が下式(1)を満たしているため、優れた光学特性を有する。
|O'G(∞)| < −0.75×|O'R(∞)| + 0.017 (1)
本発明におけるO'R(∞)およびO'G(∞)とは、重合体の光学特性を示すパラメータであり、以下のように定義される。
【0019】
<O'R(∞)およびO'G(∞)の定義>
重合体のO'R(∞)およびO'G(∞)は、修正応力光学則に従って定義される(T. Inoueら「Polymer」38巻、1215頁、1997年,T. Inoueら「Rheologica Acta」36巻、239頁、1997年,T. Inoueら「Macromolecules」29巻、6240頁、1996年,T. Inoueら「Macromolecules」24巻、5670頁、1991年,T. Inoueら「高分子論文集」53巻、602頁、1996年を参照)。
ε*(ω)=ε0cosωt(式中、ε0は歪の振幅であり、ωは角振動数であり、tは時刻である。)で定義される振動ひずみε*(ω)を重合体に与えたときに発生する応力σ*(ω)は、σ*(ω)=σ0cos(ωt+δ)(式中、σ0は応力の振幅であり、ω及びtは前記と同義であり、δは位相差である。)と表され、該重合体の複素ひずみ弾性率E*(ω)はE*(ω)=σ*(ω)/ε*(ω)=E'(ω)+iE''(ω)(式中、E'(ω)は動的弾性率であり、iは虚数単位であり、E''(ω)は損失弾性率である。)と定義される。同様に、上記振動ひずみを重合体に与えたときに同時に観測され、Δn*(ω)=Δn0cos(ωt+δB)(式中、Δn0は固有複屈折率であり、δBは位相差である。)で定義される複屈折Δn*(ω)に対して、該重合体の複素ひずみ光学比O*(ω)が、式:O*(ω)=Δn*(ω)/ε*(ω)=O'(ω)+iO''(ω) (式中、O'(ω)は複素ひずみ光学比の実数部であり、O''(ω)は複素ひずみ光学比の虚数部である。)で定義される。
修正応力光学則では、重合体の応力と複屈折がそれぞれRとGの二つの成分の和で記述され、下式が成立する。
E'(ω)=E'R(ω)+E'G(ω) (a)
O'(ω)=O'R(ω)+O'G(ω)=CRE'R(ω)+CGE'G(ω) (b)
E''(ω)=E''R(ω)+E''G(ω) (c)
O''(ω)=O''R(ω)+O''G(ω)=CRE''R(ω)+CGE''G(ω) (d)
ここで、CR、CGは各重合体に固有の定数である。修正応力光学則によると、R成分は重合体の主鎖の配向に、G成分は重合体の主鎖以外の配向に対応する。
上式(b)で表される重合体の光学特性パラメータO'(ω)の、R、G各成分の高周波数極限での極限値O'R(∞)、O'G(∞)は、それぞれ下式で表される。
O'R(∞)=CRE'R(∞) (e)
O'G(∞)=CGE'G(∞) (f)
O'R(∞)は、修正応力光学則では、固有複屈折Δn0と下式で関係づけられるパラメータである。
Δn0=(5/3)×O'R(∞) (g)
【0020】
O'R(∞)およびO'G(∞)は、以下に記す方法により求められる。
時間の経過とともに周期的に変化する振動ひずみを該重合体に与えて、生じた応力の変化と複屈折の変化とを同時に測定する。この結果より、修正応力光学則に基づいてCR、CG、E'R(∞)、E'G(∞)を求め、各値を式(e)、(f)に代入することにより、O'R(∞)およびO'G(∞)が求められる。
【0021】
重合体のO'R(∞)およびO'G(∞)の大きさは、重合体の光学的歪みの程度を表しており、O'R(∞)およびO'G(∞)が式(1)の範囲内にあるとき、その重合体は光学部材の素材として好適であり、例えば、該重合体を液晶表示装置の光学系の構成部材に使用した場合には、液晶表示装置の使用環境の変化に伴う表示の色調変化をよく抑制することができる。本発明に係る光学部材を構成する重合体のO'R(∞)およびO'G(∞)は、例えば当該光学部材を液晶表示装置の光学系に使用したときに、表示の色調変化の抑制効果という観点から、下式(1−2)を満たすことがより好ましく、下式(1−3)を満たすことが特に好ましい。
|O'G(∞)| < −0.37×|O'R(∞)| + 0.0083 (1−2)
|O'G(∞)| < −0.43×|O'R(∞)| + 0.0083 (1−3)
【0022】
光学特性の観点から、本発明の光学部材を構成する光学特性パラメータO'R(∞)およびO'G(∞)が式(1)を満たす重合体は、下式(2)を満たすm種類(mは1以上の整数)のモノマーユニット(以下、MU1と総称する)と、下式(2)を満たさないn種類(nは1以上の整数)のモノマーユニット(以下、MU2と総称する)とからなる共重合体であることが好ましい。
−9.5×10-25 cm3 < ΔαR S (2)
式(2)中、ΔαR Sは下式(I)で定義されるパラメータであり、モノマーユニットの側鎖の分極を表す。
ΔαR S = α1 S−(1/2)(α2 S+α3 S)−(3/4)P(α1 S−α3 S)(I)
式(I)中、α1 S、α2 S、α3 Sはモノマーユニットにおける側鎖の分極率テンソルの主値であって、α2 S≧α1 S≧α3 Sという関係を満たす。Pは、主鎖と2箇所以上で結合している側鎖を有するモノマーユニットでは0であり、主鎖と2箇所以上で結合している側鎖を有しないモノマーユニットでは1である。Pは、モノマーユニット中の側鎖の主鎖による束縛の有無を表すパラメータである。
また、前記式(1)を満たす重合体は、上式(2)を満たすモノマーユニットと上式(2)を満たさないモノマーユニットからなる共重合体であると同時に、前記共重合体は、下式(3)および(4)を満たす共重合体であることが特に好ましい。
−1.0×10-24 < ΔαR P < −5.0×10-25 cm3 (3)
3.7×10-25 < ΔαG P < 5.4×10-25 cm3 (4)
式(3)および式(4)中、ΔαR PおよびΔαG Pは、それぞれ下式(i)および式(ii)で定義されるパラメータである。
Figure 0004587635
式(i)および(ii)中、Xiは式(2)を満たす任意のモノマーユニットのモル分率であり、Yjは式(2)を満たさない任意のモノマーユニットのモル分率であり、ΔαRAi Sは式(2)を満たす任意のモノマーユニットのΔαR Sであり、ΔαRBj Sは式(2)を満たさない任意のモノマーユニットのΔαR Sであり、式(ii)中、ΔαGAi SおよびΔαGBj Sはそれぞれ、式(2)を満たす任意のモノマーユニットについて下式(II)で定義されるΔαG Sの値および式(2)を満たさない任意のモノマーユニットについて下式(II)で定義されるΔαG Sの値である。ΔαG Sは、モノマーユニットの側鎖の分極を表すパラメータである。
ΔαG S = (1/4)(α2 S−α3 S)−(1/8)P(α1 S−α3 S) (II)
式(II)中、α1 S、α2 S、α3 SおよびPは、前記と同義である。上式(3)および(4)を満たす共重合体からなる光学部材を液晶表示装置の構成部材とすることにより、表示の色調変化のより小さい液晶表示装置を得ることができる。
【0023】
さらに好ましくは、式(2)を満たさないモノマーユニットが、下式(5)を満たす。
ΔαG S > 3.0×10-25cm3 (5)
また式(2)を満たすモノマーユニットが、下式(6)を満たすことがより好ましい。
ΔαG S < 8.5×10-25cm3 (6)
式(5)(更に好ましくは式(6))を満たす重合体は、O'G(∞)が特に好ましい値となり、かかる重合体からなる光学部材を構成部材として備える液晶表示装置は、表示の色調変化が非常に小さい。
【0024】
本発明の重合体において、式(2)を満たすモノマーユニット(MU1)の合計のモル分率Xの好ましい値は、式(2)を満たすモノマーユニット(MU1)および式(2)を満たさないモノマーユニット(MU2)の種類によって異なるが、好ましくは0.2〜0.95である。このようなモル分率にすることにより、特に好ましいO'R(∞)とO'G(∞)を有する重合体が得られる。重合体中のモノマーユニットの構造およびそのモル分率は、重合体の1H−NMRスペクトル及び13C−NMRスペクトルから求めることができる。
【0025】
ここでΔαR SおよびΔαG Sについて説明する。
ΔαR SとΔαG Sはともにモノマーユニットの側鎖の分極率テンソルの主値を用いて定義される。本発明において、モノマーユニットの側鎖とは、以下に定義するモノマーユニットの主鎖以外の部分を意味する。
【0026】
本発明では、重合体中の主鎖を次のとおり定義する。まず、重合体を、それを構成している繰り返し単位に区分する。この繰り返し単位をモノマーユニットと称する。例えばエチレンを単独重合して得られた重合体の場合、モノマーユニットは以下の太線部分となる。一般的に、重合体中の各々のモノマーユニットは、その重合体の製造時に重合に供した各々のモノマーに対応する。
【0027】
【化1】
Figure 0004587635
エチレン−酢酸ビニル共重合体の場合、モノマーユニットは以下の太線部分の2種類である。
【0028】
【化2】
Figure 0004587635
【0029】
末端以外のモノマーユニットの各々は、通常、自身以外のモノマーユニットと2ヶ所で結合している。重合体における末端モノマーユニットは非常に少数であるため、本発明では末端以外のモノマーユニットについて考える。
重合体中の末端以外の全てのモノマーユニットの各々には、自身以外のモノマーユニットとの結合に関与している原子が、2つ存在する。本発明では、1つのモノマーユニットにおいて、他のモノマーユニットとの結合に関与している2つの原子の間に存在する結合と、モノマーユニット同士の結合との連なりを主鎖と称する。
例えばモノマーユニットが、ノルボルネンのように、1つのモノマーユニットにおいて、他のモノマーユニットとの結合に関与している2つの原子を結ぶ結合の連なりが2通り以上ある場合には、該結合の連なりのうちの最短のものを主鎖とする。
【0030】
種々のモノマーユニットにおける主鎖を以下に例示する。太線は主鎖を表す。
【0031】
【化3】
Figure 0004587635
上記式(a)はプロピレンユニット、式(b)はメタクリル酸メチルユニット、式(c)はノルボルネンユニットを表す。
本発明の光学部材を形成する重合体は、以上のように定義される主鎖が炭素−炭素単結合のみで構成されている重合体である。
【0032】
本発明では、上記のように定義した重合体の主鎖以外の部分を側鎖と定義する。以下に種々のモノマーユニットにおける側鎖を例示する。下式は、水素と炭素との結合が省略されて表示されているが、本発明における側鎖は、水素と側鎖の炭素、また水素と主鎖の炭素との結合も含むものとする。
【0033】
【化4】
Figure 0004587635
上記式(a)はプロピレンユニット、式(b)はメタクリル酸メチルユニット、式(c)はノルボルネンユニットを表す。
【0034】
本発明の光学部材に用いられる重合体は、式(I)で定義されるΔαR Sに基づいて区別される2種類のモノマーユニットの範疇(MU1およびMU2)のうちの一方に属する1種類以上のモノマーユニットと、他方に属する1種類以上のモノマーユニットとからなることが好ましい。
ΔαR S=α1 S−(1/2)(α2 S+α3 S)−(3/4)P(α1 S−α3 S)(I)
式中、α1 S、α2 S、α3 Sはモノマーユニットの側鎖の分極率テンソルの主値であって、α2 S≧α1 S≧α3 Sという関係を満たす。Pは、主鎖と2箇所以上で結合している側鎖を有するモノマーユニットでは0であり、主鎖と2箇所以上で結合している側鎖を有しないモノマーユニットでは1である。
【0035】
本発明におけるΔαG Sは、式(II)で定義される。
ΔαG S = (1/4)(α2 S−α3 S)−(1/8)P(α1 S−α3 S) (II)
式中、α1 S、α2 S、α3 SおよびPは前記と同義である。
【0036】
モノマーユニットの分極率テンソルは、該モノマーユニットを構成している化学結合種とその結合方向から求めることができる(K. G. Denbigh, Trans. Faraday Soc., 36, 936, 1940参照)。これらの情報はNMRやX線回折によって実測することが可能である。また最近のコンピューターシミュレーションでは、実測することなしにかなりの精度でこれらの値を推算することも可能である。
本発明では製品の開発を効率的に行なうために、利便性の高いコンピューターシミュレーションソフト(ケンブリッジソフト社製、 CS ChemDraw Pro、 CS Chem3D Pro;いずれもケンブリッジソフト社の商標)を用いてモノマーユニットの分極率テンソルを計算したが、その計算方法はこれに限定されるものではない。
【0037】
シミュレーションで分極率テンソルを算出するうえでの留意点は、分極率テンソルを求めたいモノマーユニットが3つ連続して結合した構造を描き、計算に使用する化学結合の結合方向として、中央に位置するモノマーユニットのものを採用することである。これは、実際の重合体においては、モノマーユニットが連続して結合することにより、隣同士の立体的干渉から結合角が影響を受けることを考慮するためである。従って、このことを考慮することができれば、別法で分極率テンソルを求めてもよい。
【0038】
以下、CS ChemDraw ProおよびCS Chem3D Proによる分極率テンソル計算のプロセスを例示する。
分極率テンソルを求めるモノマーユニットについて、該モノマーユニットが3つ連続した構造をCS ChemDraw Proで描く。これをCS Chem3D Proで立体画像にした後、エネルギー最小化処理を行なう。その後、少なくとも中央のモノマーユニットを構成する全ての原子の位置をXYZ座標系で表す。中央のモノマーユニットを構成する全ての結合について、例えばTrans. Faraday Soc., 36, 936, 1940に記載されたDenbighの方法に準じて分極率テンソルを求める。
本発明では、モノマーユニットの主鎖以外の結合の分極率テンソルの合計を該モノマーユニットの分極率テンソルとし、該分極率テンソルの主値をα1 S、α2 S、α3 S(ただし、α2 S≧α1 S≧α3 Sである)とする。
【0039】
ΔαR Sは、式(I)が示すとおり、モノマーユニットの分極率テンソルの主値を用いて定義されるパラメータであり、該モノマーユニットを有する重合体の光学的性質の指標となる。ΔαG Sも、式(II)が示すとおりモノマーユニットの分極率テンソルの主値を用いて定義されるパラメータであり、ΔαR Sと併せて用いられることにより、重合体の光学的性質をより明確に示すことができる。
【0040】
式(I)中のPは、着目しているモノマーユニットが主鎖と2箇所以上で結合している側鎖を有する場合は0であり、主鎖と2箇所以上で結合している側鎖を有しない場合は1である。Pは、側鎖の主鎖による束縛の有無を表すパラメータであり、「P=0」は側鎖が主鎖に対して自由に回転し得ないことを、「P=1」は側鎖が自由に回転できることを表す。例えばモノマーユニットがスチレンやビニルシクロヘキサン、プロピレンの場合にはPは1であり、ノルボルネンやジメタノオクタヒドロナフタレンの場合にはPは0である。
【0041】
本発明に係る重合体は、2種類以上のモノマーの共重合により得られたものであることが好ましい。異なる種類のモノマーを重合することにより、優れた光学的特性と耐熱性を有するだけでなく、柔軟性や耐溶剤性などを兼ね備えた重合体であって、光学部材に用いるのにより優れた重合体を得ることができる。
本発明の光学部材に用いられる重合体が、2種類以上のモノマーの共重合により得られた共重合体である場合、式(2)を満たすモノマーユニット(MU1)を与えるモノマーと、式(2)を満たさないモノマーユニット(MU2)を与えるモノマーは、それぞれ以下の化合物群から選択された化合物であることが好ましい。
【0042】
式(2)を満たすモノマーユニットを与えるモノマーは、炭素数2〜3のオレフィン、ノルボルネン及びノルボルネン誘導体からなる群から選択された化合物であることが好ましい。このような化合物としては、エチレン、プロピレン、ノルボルネン、7−メチル−2−ノルボルネン、7−エチル−2−ノルボルネン、7−クロロ−2−ノルボルネン、7,7−ジメチル−2−ノルボルネン、7,7−ジエチル−2−ノルボルネン、7−メチル−7−エチル−2−ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、5−エチル−2−ノルボルネン、5−クロロ−2−ノルボルネン、5,6−ジエチル−2−ノルボルネン、ジメタノオクタヒドロナフタレンなどのノルボルネン誘導体などが挙げられる。これらモノマーについて、単独重合体中のモノマーユニットの側鎖の分極率テンソルの主値、α1 S、α2 S、α3 Sと、ΔαR SおよびΔαG Sを以下に示す。
【0043】
【表1】
Figure 0004587635
【0044】
前記式(2)を満たすモノマーユニットは、更に、下式(7)を満たすことが好ましい。
−9.5×10-25 < ΔαR S < 9.5×10-25 cm3 (7)
このような下式(7)を満たすモノマーユニットを与えるモノマーとしては、エチレン、プロピレン、ノルボルネンまたはノルボルネン誘導体が使用できる。エチレンおよび/またはプロピレンをモノマーとして用いることにより、柔軟性に富み、成形容易な重合体を得ることができる。また、重合体に特に優れた耐熱性が求められる場合には、モノマーとしてノルボルネンまたはノルボルネン誘導体を使用することが好ましく、これらのモノマー由来のモノマーユニットの重合体中のモル分率は0.15〜0.6であることが好ましく、0.2〜0.5であることが特に好ましい。
【0045】
式(2)を満たさないモノマーユニットを与えるモノマーとしては、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、ブタジエンなどの炭素数4以上のオレフィン、ビニルシクロヘキサン、スチレンなどが使用できる。これらモノマーについて、単独重合体中のモノマーユニットの側鎖の分極率テンソルの主値、α1 S、α2 S、α3 Sと、ΔαR SおよびΔαG Sを以下に示す。
【0046】
【表2】
Figure 0004587635
【0047】
前記式(2)を満たさないモノマーユニットは、更に、下式(8)を満たすことが好ましい。
−2.5×10-24 < ΔαR S < −9.5×10-25 cm3(8)
このような式(8)を満たすモノマーユニットを与えるモノマーとしては、ビニルシクロヘキサン、スチレンなどのビニル基を有する環状化合物が挙げられる。
ビニル基を有する環状化合物を用いることにより、ガラス転移温度の高い重合体とすることができる。
さらに、上式(8)を満たすモノマーユニットを与えるモノマーは、スチレンのようなビニル基を有する芳香族化合物(すなわち、芳香族ビニル化合物)であることがより好ましい。芳香族ビニル化合物を使用することにより、液晶表示装置に使用されたときに表示の色調変化を極めて生じ難い光学部材を与える重合体を得ることができ、式(2)を満たさないモノマーユニットを与えるモノマーとして芳香族ビニル化合物を用いる場合には、重合体中の該モノマーユニットのモル分率を0.1〜0.4とすることによって、好ましいO'R(∞)およびO'G(∞)を有する重合体を得られる。
【0048】
また、式(8)を満たすモノマーユニットを与えるモノマーは、例えばビニルシクロヘキサンのような脂環式ビニル化合物であることが好ましい。このような脂環式ビニル化合物を使用することにより、耐溶剤性に優れた重合体を得ることができ、この場合は、重合体中の該モノマーユニットのモル分率を0.3〜0.8とすることによって、好ましいO'R(∞)およびO'G(∞)を有する重合体を得られる。
【0049】
また、本発明の光学部材を構成する重合体は、1種類のモノマーの重合により得られた単独重合体であってもよく、2種類以上のモノマーの共重合により得られた共重合体でもよいが、共重合体が好ましい。共重合体の場合の重合形式は、ランダム形式及びブロック形式のいずれであってもよいが、ブロック形式の共重合体は分子内相分離によりミクロドメインを形成するため、光を散乱しやすいという欠点を有している。したがってランダム形式が最も好ましい。また、重合の種類は任意であり、付加重合や縮重合などが例示される。
【0050】
本発明の光学部材を構成する重合体は、ガラス転移温度が110℃以上である。これにより、耐熱性に優れた光学部材となる。また、例えば、車載用液晶表示装置に使用される光学部材中の重合体や、照度の高いバックライトと共に用いられる光学部材中の重合体は、ガラス転移温度(Tg)が130℃以上であることが好ましい。
【0051】
以上のように、本発明の光学部材に用いられる重合体は、2種類以上のモノマーの共重合により得られた共重合体であって、前記式(2)を満たすモノマーユニット(MU1)から選ばれる1種類以上のモノマーユニットと、式(2)を満たさないモノマーユニット(MU2)から選ばれる1種類以上のモノマーユニットで構成された共重合体であることが好ましい。
【0052】
二元共重合体の具体例としては、エチレン/ビニルシクロヘキサン共重合体、ノルボルネン/スチレン共重合体、ノルボルネン/ビニルシクロヘキサン共重合体などが挙げられる。
また、三元共重合体の具体例としては、エチレン/スチレン/ノルボルネン共重合体、エチレン/スチレン/ジメタノオクタヒドロナフタレン共重合体、プロピレン/スチレン/ノルボルネン共重合体、プロピレン/スチレン/ジメタノオクタヒドロナフタレン共重合体、エチレン/tert−ブトキシスチレン/ノルボルネン共重合体、エチレン/ビニルシクロヘキサン/ノルボルネン共重合体、エチレン/ビニルシクロヘキサン/ジメタノオクタヒドロナフタレン共重合体、プロピレン/ビニルシクロヘキサン/ノルボルネン共重合体、プロピレン/ビニルシクロヘキサン/ジメタノオクタヒドロナフタレン共重合体などが挙げられる。
特に、式(2)を満たすモノマーユニットを与えるモノマーとして、エチレンまたはプロピレンと、ノルボルネンまたはノルボルネン誘導体という2種類のモノマーを用い、式(2)を満たさないモノマーユニットを与えるモノマーとして、スチレンやビニルシクロヘキサンなどのビニル基を有する環状化合物を用いて製造した三元共重合体を用いて光学部材を形成すると、該光学部材は、液晶表示装置の光学系に使用した場合に、表示の色調変化の抑制と、かつ柔軟性および耐熱性の向上に高度に寄与することができる。
【0053】
本発明の光学製品に用いられる重合体は、重合温度や重合時間、共重合体の場合には各モノマーの仕込量などの重合条件を適宜変更することにより、分子量、O'R(∞)、O'G(∞)、共重合体の場合には、重合体の共重合組成(すなわち、モノマーユニットの含有割合)等を調節することができる。重合法に特に制限はなく、例えばバッチ式または連続式の気相重合法、塊状重合法、適当な溶媒を使用した溶液重合法あるいはスラリー重合法等、種々の方法を使用することができる。また、該重合体は、例えばイソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(3−tert−ブチル−5−メチル−2−フェノキシ)チタニウムジクロリド、ジメチルシリレン(テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−tert−ブチル−5−メチル−2−フェノキシ)チタニウムジクロリド、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(2−メチル−インデニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデンビス(2−メチル−インデニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド等のメタロセン触媒と、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、メチルアルモキサン等のアルミニウム化合物や、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルメチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等のホウ素化合物とを接触させて得られる触媒の存在下に、モノマーを重合させることにより製造することができる。さらに、上記触媒系に、例えば分子状酸素、アルコール、エーテル、過酸化物、カルボン酸、酸無水物、酸クロライド、エステル、ケトン、含窒素化合物、含硫黄化合物、含ハロゲン化合物、分子状ヨウ素、その他のルイス酸などの第三成分を加えることもできる。該触媒系を用いる重合は、溶媒存在下または溶媒不存在下で、通常、重合温度−50℃〜100℃、重合圧力0〜50kg/cm2の条件下に行われる。
【0054】
本発明の光学部材に用いられる重合体には、本発明の効果が著しく損なわれない限り、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、帯電防止剤、抗菌剤、防曇剤、可塑剤などを適宜配合することができる。配合可能な酸化防止剤としては、例えば6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−tert−ブチル−ジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン(商品名:スミライザー(登録商標)GP,住友化学工業株式会社製)、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(商品名:スミライザー(登録商標)BHT−R,住友化学工業株式会社製)、オクタデシル3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)プロピオネート(商品名:スミライザー(登録商標)BP−76,住友化学工業株式会社製)、ペンタエリスリチルテトラキス[3−(5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)−プロピネート](商品名:スミライザー(登録商標)BP−101,住友化学工業株式会社製)、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ホスファイト(商品名:スミライザー(登録商標)P−16,住友化学工業株式会社製)などが挙げられる。
【0055】
本発明の光学部材は、耐熱性が高く、透明性が高く、偏光に対する性質に優れるため、眼鏡レンズ、f・θレンズ、ピックアップレンズ等のレンズ、プリズム、光ファイバー、光記録媒体および光磁気記録媒体のディスク基板、液晶表示装置の光学系の構成部材等として、特に偏光板の保護フィルムとして好ましい。
【0056】
導光板、偏光板、偏光板の保護フィルム、液晶セルの基板、光拡散板、集光フィルムに代表される液晶表示装置の構成部材など、本発明に係る光学部材は、射出成形、押出成形、ロール圧延、プレス成形などの成形方法により製造することができる。本発明に係る光学部材に用いられる重合体を偏光板保護フィルムや液晶セルの基板などのフィルム、シートに成形する方法としては、例えば、Tダイキャスト成形法やインフレーション成形などの押出成形、カレンダー成形などのロール圧延、プレス成形、溶剤キャスト法などが挙げられる。本発明に係る光学部材に用いられる重合体を光学フィルムに加工する場合、その厚さは、通常50〜300μm程度とする。
【0057】
偏光板は、偏光膜の片面または両面に本発明の偏光板保護フィルムを積層して形成されることが好ましい。偏光膜の材料は特に限定されないが、通常、ポリビニルアルコール系樹脂が使用される。偏光膜と偏光板保護フィルムとを接着する方法は特に限定されないが、通常接着剤が用いられる。接着剤としては、たとえばウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、塩素化ポリオレフィン系接着剤、エーテル系接着剤、エステル系接着剤、ポリエチレンイミン系接着剤などが好ましく用いられる。
本発明の偏光板は、位相差フィルム、液晶セル、ガスバリア層などとともに、液晶表示装置を構成するのに好ましく使用される。
【0058】
眼鏡レンズは、たとえば注型重合法により製造することができる(井手文雄「ここまできた透明樹脂」211頁、株式会社工業調査会発行(2001年)を参照)。
ピックアップレンズなど各種レンズ、プリズムは、たとえば射出成形により製造することができる(井手文雄「ここまできた透明樹脂」97頁、株式会社工業調査会発行(2001年)を参照)。
光ファイバーは、たとえば紡糸による繊維(原糸)の形成、延伸、そしてケーブル加工により製造することができる(井手文雄「ここまできた透明樹脂」149頁、株式会社工業調査会発行(2001年)を参照)。
光記録媒体および光磁気記録媒体のディスク基板は、たとえば射出圧縮成形により製造することができる(井手文雄「ここまできた透明樹脂」122頁、株式会社工業調査会発行(2001年)を参照)。
【0059】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(1) ガラス転移温度(Tg)
セイコー電子工業(株)製の示差走査熱量計DSC220を用い、JIS K7121に準じて重合体のガラス転移温度(Tg)を測定した。
【0060】
(2) O'R(∞)およびO'G(∞)
O'R(∞)およびO'G(∞)は、修正応力光学則に基づいて求めた(T. Inoueら「Polymer」38巻、1215頁、1997年,T. Inoueら「Rheologica Acta」36巻、239頁、1997年,T. Inoueら「Macromolecules」29巻、6240頁、1996年,T. Inoueら「Macromolecules」24巻、5670頁、1991年,T. Inoueら「高分子論文集」53巻、602頁、1996年)。測定には、市販の粘弾性測定装置に複屈折測定用光学系をとりつけた装置を使用した。また、測定サンプルには、厚さ500μmのプレスシートを用いた。
時間の経過とともに周期的に変化する振動ひずみを該重合体に与えて、生じる応力の変化と複屈折の変化を同時に測定した。この結果より、修正応力光学則に基づいてCR、CG、E'R(∞)、E'G(∞)を求め、各値を式(e)、(f)に代入することにより、O'R(∞)およびO'G(∞)を求めた。
O'R(∞)=CRE'R(∞) (e)
O'G(∞)=CGE'G(∞) (f)
【0061】
(3) モノマーユニットのΔαR SおよびΔαG S
ΔαR SおよびΔαG Sを算出したいモノマーユニットが3ユニット連なった構造をCS ChemDraw Proで描き、これをCS Chem3D Proで立体画像にした後、エネルギー最小化処理を行なった。全ての原子位置をXYZ座標系で表した。中央のモノマーユニットを構成する主鎖以外の結合それぞれについて分極率テンソルを求め、これらの合計を該モノマーユニットの分極率テンソルとし、主値α1 S、α2 S、α3 S(ただし、α2 S≧α1 S≧α3 Sである)を求めた。この主値を用いて、式(I)からΔαR S、式(II)からΔαG Sを算出した。
ΔαR S = α1 S−(1/2)(α2 S+α3 S)−(3/4)P(α1 S−α3 S)(I)
ΔαG S = (1/4)(α2 S−α3 S)−(1/8)P(α1 S−α3 S) (II)
ただし、P=0または1。
【0062】
(4) モノマーユニットの量
光学部材に用いられる重合体中の式(2)を満たすモノマーユニット、および式(2)を満たさないモノマーユニットのそれぞれの量(モル分率、XおよびY)は、1H−NMRスペクトル及び13C−NMRスペクトルから求めた。
1H−NMRスペクトルは、日本電子社製の核磁気共鳴装置JNM−EX270を用い、溶媒としてジクロロメタン−d2を用いて室温で測定した。
また、13C−NMRスペクトルは、BRUKER社製の核磁気共鳴装置AC250を用い、溶媒としてオルトジクロロベンゼン/オルトジクロロベンゼン−d4(体積分率=4/1)を用い、135℃で測定した。
【0063】
(5) ΔαR PおよびΔαG P
式(2)を満たすモノマーユニットのΔαR SおよびΔαG Sを、それぞれΔαRAi SおよびΔαGAi Sとし、式(2)を満たさないモノマーユニットのΔαR SおよびΔαG Sを、それぞれΔαRBi SおよびΔαGBi Sとする。上記の方法で求めた各モノマーユニットのΔαR S、ΔαG Sおよびモル分率X、Yを用いて、式(i)からΔαR Pを、式(ii)からΔαG Pをそれぞれ算出した。
Figure 0004587635
【0064】
(6) 色調変化
プレス成形による重合体フィルムを、公知の方法で作製したポリビニルアルコールからなる偏光膜の両面にウレタン系接着剤を用いて接着して積層フィルムを得た。次にこの積層フィルム(偏光板)の吸収軸が1つの辺に対して45゜となるように1辺130mmの正方形に裁断した。裁断した積層フィルムをアクリル系粘着剤を用いて透明ガラス板の両面にクロスニコルとなるように貼合して積層体を得た。この積層体を80℃で500時間静置した。当該処理前後での積層体の色調(ライトボックス上に積層体を配置したときの光漏れの有無)を観察し、色調の変化を調べた。
【0065】
(実施例1)
アルゴンで置換した400mlのオートクレーブ中にスチレン57ml、ノルボルネンのトルエン溶液(5mol/l)100ml、脱水トルエン73mlを投入後、エチレンを0.4MPa仕込んだ。トリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液[東ソー・アクゾ(株)製、1mol/l]4ml、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(3−tert−ブチル−5−メチル−2−フェノキシ)チタニウムジクロリド 10.8mgを脱水トルエン5.4mlに溶解した溶液、およびN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート39.8mgを脱水トルエン10mlに混合したものを順次仕込み、反応液を50℃で3時間攪拌した。その後、反応液を塩酸(12N)5mlとアセトン800mlの混合物中に投じ、沈殿した白色固体を濾取した。該固体をアセトンで洗浄後、減圧乾燥した結果、重合体17.14gを得た。この重合体のスチレンの共重合組成は23mol%、ノルボルネンの共重合組成は41mol%であった。この重合体のDSC測定を行ったところ、結晶の融解に由来する吸熱ピークが認められなかったことから、該重合体が非晶質であることが確認できた。この重合体を270℃でプレス成形して厚さ500μmの短冊状シートを製造し、このシートのO'R(∞)およびO'G(∞)を前述した方法で求めた。また、得られた重合体を上述と同様にプレス成形して厚さ135μmの光学フィルムを製造した。このフィルムを用いた色調変化試験では、80℃での処理の前後において積層体の全体は一様に黒く、この処理による色調変化は殆ど認められなかった。この光学フィルムを偏光板保護フィルムとして用いた液晶表示装置は、長期間使用しても、表示の色調変化の非常に小さいものとなる。
【0066】
(実施例2)
アルゴンで置換した400mlのオートクレーブ中にスチレン17ml、ノルボルネンのトルエン溶液(5mol/l)60ml、脱水トルエン54mlを投入後、エチレンを0.4MPa仕込んだ。トリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液[東ソー・アクゾ(株)製、1mol/l]4ml、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(3−tert−ブチル−5−メチル−2−フェノキシ)チタニウムジクロリド 8.7mgを脱水トルエン4.3mlに溶解した溶液、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート31.5mgを脱水トルエン10mlに混合したものを順次仕込み、反応液を50℃で1時間攪拌した。その後、反応液を塩酸(12N)5mlとアセトン800mlの混合物中に投じ、沈殿した白色固体を濾取した。該固体をアセトンで洗浄後、減圧乾燥した結果、重合体8.31gを得た。この重合体のスチレンの共重合組成は16mol%、ノルボルネンの共重合組成は43mol%であった。この重合体のDSC測定を行ったところ、結晶の融解に由来する吸熱ピークが認められなかったことから、該重合体が非晶質であることが確認できた。この重合体を270℃でプレス成形して厚さ500μmの短冊状シートを製造し、このシートのO'R(∞)およびO'G(∞)を前述した方法で求めた。また、得られた重合体を上述と同様にプレス成形して厚さ135μmの光学フィルムを製造した。このフィルムを用いた色調変化試験では、80℃での処理の前後において積層体の全体は一様に黒く、この処理による色調変化はあまり認められなかった。この光学フィルムを偏光板保護フィルムとして用いた液晶表示装置は、長期間使用しても、表示の色調変化が小さいものとなる。
【0067】
(実施例3)
アルゴンで置換した1.5m3のオートクレーブ中にスチレン75kg、ノルボルネンのトルエン溶液(5mol/l)143kg、脱水トルエン113kgを投入後、エチレンを0.4MPa仕込んだ。トリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液[東ソー・アクゾ(株)製、1mol/l]6.9kg、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(3−tert−ブチル−5−メチル−2−フェノキシ)チタニウムジクロリド 12gを脱水トルエン2.8kgに溶解した溶液、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート51gを脱水トルエン8.7kgに混合したものを順次仕込み、反応液を50℃で3.8時間攪拌した。その後、反応液を塩酸(12N)2Lとアセトン3600Lの混合物中に投じ、沈殿した白色固体を濾取した。該固体をアセトンで洗浄後、減圧乾燥した結果、重合体34kgを得た。この重合体のスチレンの共重合組成21mol%、ノルボルネンの共重合組成は42mol%であった。この重合体のDSC測定を行ったところ、結晶の融解に由来する吸熱ピークが認められなかったことから、該重合体が非晶質であることが確認できた。この重合体を270℃でプレス成形して厚さ500μmの短冊状シートを製造し、このシートのO'R(∞)およびO'G(∞)を前述した方法で求めた。また、得られた混練物を上述と同様にプレス成形して厚さ135μmの光学フィルムを製造した。このフィルムを用いた色調変化試験では、80℃での処理の前後において積層体の全体は一様に黒く、この処理による色調変化は殆ど認められなかった。この光学フィルムを偏光板保護フィルムとして用いた液晶表示装置は、長期間使用しても、表示の色調変化が極めて小さいものとなる。
【0068】
(比較例1)
表4の比較例1の欄に示したモノマーを重合して得られた非晶質のポリマーからなるフィルムを用いて色調変化試験を行ったところ、80℃での処理前は積層体の全体が一様に黒色であったのに対して、処理後は積層体の各辺の中心付近に光漏れ(白抜け)が認められた。このフィルムを偏光板保護フィルムとして用いた液晶表示装置は、長期間使用すると、表示の色調変化が大きく、使用しにくいものとなる。
【0069】
(比較例2)
表4の比較例2の欄に示したモノマーを重合して得られた非晶質のポリマーからなるフィルムを用いて色調変化試験を行ったところ、80℃での処理前は積層体の全体が一様に黒色であったのに対して、処理後は積層体の各辺の中心付近に光漏れ(白抜け)が認められた。このフィルムを偏光板保護フィルムとして用いた液晶表示装置は、長期間使用すると、表示の色調変化が大きく、使用しにくいものとなる。
【0070】
(比較例3)
表4の比較例3の欄に示したモノマーを重合して得られた非晶質のポリマーからなるフィルムを用いて色調変化試験を行ったところ、80℃での処理前は積層体の全体が一様に黒色であったのに対して、処理後は積層体の各辺の中心付近に光漏れ(白抜け)が認められた。このフィルムを偏光板保護フィルムとして用いた液晶表示装置は、長期間使用すると、表示の色調変化が大きく、使用しにくいものとなる。
【0071】
(比較例4)
表4の比較例4の欄に示したモノマーを重合して得られた非晶質のポリマーからなるフィルムを用いて色調変化試験を行ったところ、80℃での処理前は積層体の全体が一様に黒色であったのに対して、処理後は積層体の各辺の中心付近に光漏れ(白抜け)が認められた。このフィルムを偏光板保護フィルムとして用いた液晶表示装置は、長期間使用すると、表示の色調変化が大きく、使用しにくいものとなる。
【0072】
(比較例5)
アルゴンで置換した400mlのオートクレーブ中に予めスチレン11.4ml、ノルボルネンのトルエン溶液(5mol/l)20ml、脱水トルエン105mlを投入後、エチレンを0.8MPa仕込んだ。イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(3−tert−ブチル−5−メチル−2−フェノキシ)チタニウムジクロリド 15.5mgを脱水トルエン15mlに溶解した溶液とトリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液[東ソー・アクゾ(株)製、1mol/l]2.5mlを予め混合後仕込み、つづいて、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート80.1mgを脱水トルエン47mlに溶解したものを加え、反応液を60℃で1時間攪拌した。その後、反応液を塩酸(12N)5mlとアセトン1000mlの混合物中に投じ、沈殿した白色固体を濾取した。該固体をアセトンで洗浄後、減圧乾燥した結果,重合体26.85gを得た。この重合体のスチレンの共重合組成は16mol%、ノルボルネンの共重合組成は15mol%であった。この重合体のDSC測定を行ったところ、結晶の融解に由来する吸熱ピークが認められなかったことから、該重合体が非晶質であることが確認できた。この重合体を190℃でプレス成形して厚さ500μmの短冊状シートを製造し、このシートのO'R(∞)およびO'G(∞)を前述した方法で求めた。また、得られた重合体を上述と同様にプレス成形して厚さ135μmの光学フィルムを製造した。このフィルムを用いた色調変化試験を行ったところ、80℃での処理前は積層体の全体が一様に黒色であったのに対して、処理後は積層体の各辺の中心付近に光漏れ(白抜け)が認められた。このフィルムを偏光板保護フィルムとして用いた液晶表示装置は、長期間使用すると、表示の色調変化が大きく、使用しにくいものとなる。
【0073】
上記実施例1〜3、および比較例1〜5の重合体を構成するモノマーユニットのΔαR S、ΔαG S、重合体中の各モノマーユニットのモル比、重合体のO'R(∞)、O'G(∞)、ガラス転移温度および該重合体を用いて作製した偏光板の色調変化の結果を表3、表4、図1および図2にまとめた。なお、前記試験方法により観察された各試料(積層体)の色調変化は、下記▲1▼〜▲5▼の基準に基づいて表中に表示した。
▲1▼:色調変化がほとんど認められない。
▲2▼:▲1▼と下記▲3▼との中間程度の色調変化が認められる。
▲3▼:色調変化が実用上問題ない程度にわずかに認められる。
▲4▼:▲3▼と下記▲5▼との中間程度の色調変化が認められる。
▲5▼:色調変化がかなり認められる。
【0074】
【表3】
Figure 0004587635
【0075】
【表4】
Figure 0004587635
【0076】
【発明の効果】
本発明に係る光学部材は、耐熱性および透明性に優れ、かつ光学的性能の安定性が高い。そのため、この光学部材を、例えば、液晶表示装置の光学系の構成部材として用いることにより、液晶表示装置の使用環境変化に伴う表示の色調変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1〜3および比較例1〜5の重合体のO'R(∞)およびO'G(∞)を示すグラフである。
【図2】 実施例1〜3および比較例1〜5の重合体を構成するモノマーユニットから計算される△α R P および△α G P を示すグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical member that can be suitably applied to an optical product such as a liquid crystal display device, and an optical product including the optical member.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for example, lenses such as spectacle lenses, f / θ lenses, pickup lenses, prisms, optical fibers, disk substrates of optical recording media and magneto-optical recording media, components of liquid crystal display devices, etc. have high transparency. Various plastic materials with optical characteristics are used. In particular, the plastic material used as the material of the constituent members of the optical system in the liquid crystal display device including a light guide plate, a polarizing plate, a liquid crystal cell substrate, a light diffusion plate, a light collecting film, etc. is not only transparent, It is important to have excellent properties with respect to polarized light and to have heat resistance. However, at present, the properties of plastic materials used for optical system components of optical products are not sufficient with respect to polarization. For example, a liquid crystal display device including a conventional plastic material member in an optical system is not suitable for use environments. Changes in color tone of the display are often caused by changes such as temperature changes and humidity changes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Under such circumstances, the present invention aims to provide an optical member excellent in optical characteristics and heat resistance, and when used as, for example, a constituent member of an optical system of a liquid crystal display device or a part thereof An object of the present invention is to provide an optical member that can suppress a change in display color tone.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the inventors have determined that the optical characteristic parameter O ′ has a specific value.R(∞) and O 'GIt has been found that a polymer having (∞) is suitable as a material for an optical member, and the above problem can be solved thereby. Furthermore, it has been found that a polymer particularly suitable as a material for the optical member is composed of a plurality of types of monomer units each having a specific polarization. The present inventors have completed the present invention based on the above findings.
[0005]
That is, the above-described problem can be solved by the following means [1] to [11].
[0006]
[1] Optical characteristic parameter O ′ satisfying the following expression (1)R(∞) and O 'GAn optical member comprising (∞), an amorphous material, and a polymer having a glass transition temperature of 110 ° C. or higher.
| O 'G(∞) | <−0.75 × | O ′R(∞) | + 0.017 (1)
[0007]
[2] The polymer includes m types (m is an integer of 1 or more) of monomer units satisfying the following formula (2) and n types (n is an integer of 1 or more) of monomers not satisfying the following formula (2). The optical member according to [1], wherein the optical member comprises a unit and is a copolymer satisfying the following formulas (3) and (4).
-9.5 × 10-twenty five  cmThree  <ΔαR S    (2)
-1.0 × 10-twenty four  <ΔαR P  <−5.0 × 10-twenty five  cmThree    (3)
3.7× 10-twenty five  <ΔαG P  <5.4 × 10-twenty five  cmThree    (4)
[In formula (2), ΔαR SIs a parameter defined by the following formula (I),
ΔαR S  = Α1 S-(1/2) (α2 S+ ΑThree S)-(3/4) P (α1 SThree S(I)
In formula (I), α1 S, Α2 S, ΑThree SIs the principal value of the polarizability tensor of the side chain in the monomer unit, and α2 S≧ α1 S≧ αThree SP is 0 for a monomer unit having a side chain bonded to the main chain at two or more positions, and P is 1 for a monomer unit having no side chain bonded to the main chain at two or more positions. And
In formulas (3) and (4), ΔαR PAnd ΔαG PAre parameters defined by the following equations (i) and (ii), respectively:
Figure 0004587635
In formulas (i) and (ii), XiIs the mole fraction of any monomer unit that satisfies formula (2), and YjIs the mole fraction of any monomer unit that does not satisfy equation (2), and ΔαRAi SIs Δα of any monomer unit satisfying the formula (2)R SAnd ΔαRBj SIs the Δα of any monomer unit that does not satisfy equation (2)R SAnd in formula (ii), ΔαGAi SAnd ΔαGBj SRespectively, Δα defined by the following formula (II) for any monomer unit satisfying formula (2)G SΔα defined by the following formula (II) for any monomer unit that does not satisfy the value ofG SValue of
    ΔαG S  = (1/4) (α2 SThree S)-(1/8) P (α1 SThree S(II)
In formula (II), α1 S, Α2 S, ΑThree SAnd P are as defined above. ]
[0008]
[3] The copolymer is derived from a compound in which the monomer unit satisfying the formula (2) is selected from the group consisting of olefins having 2 to 3 carbon atoms, norbornene, and norbornene derivatives, and does not satisfy the formula (2). The optical member according to [2], wherein the monomer unit is a copolymer derived from a cyclic compound having a vinyl group.
[0009]
[4] The optical member according to [3], wherein the copolymer is a copolymer in which the monomer unit not satisfying the formula (2) is derived from an aromatic vinyl compound.
[0010]
[5] The copolymer [4], wherein the copolymer is a copolymer having a total molar fraction of the monomer units not satisfying the formula (2) of 0.1 or more and 0.4 or less. The optical member described.
[0011]
[6] The optical member according to [3], wherein the copolymer is a copolymer in which the monomer unit not satisfying the formula (2) is derived from an alicyclic vinyl compound.
[0012]
[7] The [6], wherein the copolymer is a copolymer having a total molar fraction of the monomer units not satisfying the formula (2) of 0.3 or more and 0.8 or less. The optical member described.
[0013]
[8] The optical member according to any one of [1] to [7], which is a polarizing plate protective film.
[0014]
[9] The optical member according to any one of [1] to [7], which is a substrate for a liquid crystal cell.
[0015]
[10] A polarizing plate, wherein the optical member according to any one of [1] to [7], which is a polarizing plate protective film, is disposed on at least one surface of the polarizing film.
[0016]
[11] A liquid crystal display device comprising the substrate of the liquid crystal cell according to [9] and / or the polarizing plate according to [10].
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the “optical member” means a member having an optical function, and the size, shape, and presence state are not particularly limited. The optical member in the present invention may be, for example, (1) may be present independently, (2) may be integrated with other members by lamination or the like, and (3) An apparatus or the like may be configured by being combined with other members by support or fixing by means. Examples of the optical member in the state (1) include lenses, prisms, optical fibers, disk substrates for optical recording media and magneto-optical recording media, polarizing films for polarizing plates, which are in storage and distribution as device parts. Examples include a polarizing plate protective film before being laminated and a substrate for a liquid crystal cell used in a liquid crystal display device. Examples of the optical member in the state (2) are laminated on a polarizing film to constitute a polarizing plate. Examples of the optical member in the state (3) include spectacle lenses mounted on a frame, f. Examples include a θ lens, a pickup lens incorporated in a CD player, a DVD player, and the like.
[0018]
The optical member of the present invention has an optical characteristic parameter, O ′.R(∞) and O 'G(∞) is a polymer that satisfies the following formula (1), is amorphous, and has a glass transition temperature of 110 ° C. or higher. Since the polymer has a glass transition temperature of 110 ° C. or higher, it has excellent heat resistance. Further, since it is amorphous, it has excellent transparency, and has an optical characteristic parameter O ′R(∞) and O 'GSince (∞) satisfies the following formula (1), it has excellent optical characteristics.
| O 'G(∞) | <−0.75 × | O ′R(∞) | + 0.017 (1)
O ′ in the present inventionR(∞) and O 'G(∞) is a parameter indicating the optical properties of the polymer and is defined as follows.
[0019]
<O 'R(∞) and O 'GDefinition of (∞)>
O 'of polymerR(∞) and O 'G(∞) is defined according to the modified stress optical law (T. Inoue et al. “Polymer” 38, 1215, 1997, T. Inoue et al. “Rheologica Acta” 36, 239, 1997, T. Inoue “Macromolecules” 29, 6240, 1996, T. Inoue et al. “Macromolecules” 24, 5670, 1991, T. Inoue et al. “Polymer Papers” 53, 602, 1996) .
ε*(ω) = ε0cosωt (where ε0Is the amplitude of the strain, ω is the angular frequency, and t is the time. ) Vibration strain ε defined by*Stress σ generated when (ω) is applied to the polymer*(ω) is σ*(ω) = σ0cos (ωt + δ) (where σ0Is the amplitude of the stress, ω and t are as defined above, and δ is the phase difference. ) And the complex strain elastic modulus E of the polymer*(ω) is E*(ω) = σ*(ω) / ε*(ω) = E ′ (ω) + iE ″ (ω) (where E ′ (ω) is a dynamic modulus, i is an imaginary unit, and E ″ (ω) is a loss modulus. Defined). Similarly, when the above vibration strain is applied to the polymer, it is observed simultaneously, and Δn*(ω) = Δn0cos (ωt + δB) (Where Δn0Is the intrinsic birefringence and δBIs the phase difference. ) Defined birefringence Δn*(ω), the complex strain optical ratio O of the polymer*(ω) is the formula: O*(ω) = Δn*(ω) / ε*(ω) = O ′ (ω) + iO ″ (ω) where O ′ (ω) is the real part of the complex strain optical ratio and O ″ (ω) is the imaginary part of the complex strain optical ratio. Defined).
In the modified stress optical law, the stress and birefringence of the polymer are described as the sum of the two components R and G, respectively, and the following equation is established.
E '(ω) = E'R(ω) + E 'G(ω) (a)
O '(ω) = O'R(ω) + O 'G(ω) = CRE 'R(ω) + CGE 'G(ω) (b)
E ″ (ω) = E ″R(ω) + E ''G(ω) (c)
O ″ (ω) = O ″R(ω) + O ''G(ω) = CRE ''R(ω) + CGE ''G(ω) (d)
Where CR, CGIs a constant specific to each polymer. According to the modified stress optical law, the R component corresponds to the orientation of the main chain of the polymer, and the G component corresponds to the orientation other than the main chain of the polymer.
Limit value O ′ at the high frequency limit of each of the R and G components of the optical characteristic parameter O ′ (ω) of the polymer represented by the above formula (b)R(∞), O 'G(∞) is represented by the following equation.
O 'R(∞) = CRE 'R(∞) (e)
O 'G(∞) = CGE 'G(∞) (f)
O 'R(∞) is the intrinsic birefringence Δn in the modified stress optical law0Are the parameters related by
Δn0= (5/3) x O 'R(∞) (g)
[0020]
O 'R(∞) and O 'G(∞) is determined by the method described below.
A vibrational strain that changes periodically with the passage of time is applied to the polymer, and the resulting change in stress and the change in birefringence are measured simultaneously. From this result, based on the corrected stress optical law, CR, CG, E 'R(∞), E 'GBy calculating (∞) and substituting each value into equations (e) and (f), O 'R(∞) and O 'G(∞) is required.
[0021]
O 'of polymerR(∞) and O 'GThe magnitude of (∞) represents the degree of optical distortion of the polymer, and O ′R(∞) and O 'GWhen (∞) is within the range of formula (1), the polymer is suitable as a material for an optical member. For example, when the polymer is used as a constituent member of an optical system of a liquid crystal display device, A change in display color tone accompanying a change in the use environment of the liquid crystal display device can be well suppressed. O ′ of the polymer constituting the optical member according to the present inventionR(∞) and O 'G(∞) preferably satisfies the following formula (1-2) from the viewpoint of the effect of suppressing the change in display tone when the optical member is used in an optical system of a liquid crystal display device, for example. It is particularly preferable to satisfy 1-3).
| O 'G(∞) | <−0.37 × | O ′R(∞) | + 0.0083 (1-2)
| O 'G(∞) | <−0.43 × | O ′R(∞) | + 0.0083 (1-3)
[0022]
  From the viewpoint of optical characteristics, an optical characteristic parameter O ′ constituting the optical member of the present invention.R(∞) and O 'GThe polymer in which (∞) satisfies the formula (1) includes m types (m is an integer of 1 or more) of monomer units (hereinafter collectively referred to as MU1) satisfying the following formula (2), and the following formula (2): It is preferably a copolymer composed of n types (n is an integer of 1 or more) of monomer units (hereinafter collectively referred to as MU2) which are not satisfied.
-9.5 × 10-twenty five  cmThree  <ΔαR S    (2)
  In formula (2), ΔαR SIs a parameter defined by the following formula (I) and represents the polarization of the side chain of the monomer unit.
ΔαR S  = Α1 S-(1/2) (α2 S+ ΑThree S)-(3/4) P (α1 SThree S(I)
  In formula (I), α1 S, Α2 S, ΑThree SIs the principal value of the polarizability tensor of the side chain in the monomer unit, and α2 S≧ α1 S≧ αThree SSatisfy the relationship. P is 0 for a monomer unit having a side chain bonded to the main chain at two or more positions, and is 1 for a monomer unit having no side chain bonded to the main chain at two or more positions. P is a parameter representing the presence or absence of binding by the main chain of the side chain in the monomer unit.
  The polymer satisfying the formula (1) is a copolymer composed of a monomer unit satisfying the above formula (2) and a monomer unit not satisfying the above formula (2). A copolymer satisfying the formulas (3) and (4) is particularly preferred.
-1.0 × 10-twenty four  <ΔαR P  <−5.0 × 10-twenty five  cmThree    (3)
3.7× 10-twenty five  <ΔαG P  <5.4 × 10-twenty five  cmThree    (4)
  In formula (3) and formula (4), ΔαR PAnd ΔαG PAre parameters defined by the following expressions (i) and (ii), respectively.
Figure 0004587635
  In formulas (i) and (ii), XiIs the mole fraction of any monomer unit that satisfies formula (2), and YjIs the mole fraction of any monomer unit that does not satisfy equation (2), and ΔαRAi SIs Δα of any monomer unit satisfying the formula (2)R SAnd ΔαRBj SIs the Δα of any monomer unit that does not satisfy equation (2)R SAnd in formula (ii), ΔαGAi SAnd ΔαGBj SRespectively, Δα defined by the following formula (II) for any monomer unit satisfying formula (2)G SΔα defined by the following formula (II) for any monomer unit that does not satisfy the value ofG SIs the value of ΔαG SIs a parameter representing the polarization of the side chain of the monomer unit.
    ΔαG S  = (1/4) (α2 SThree S)-(1/8) P (α1 SThree S(II)
In formula (II), α1 S, Α2 S, ΑThree SAnd P are as defined above. By using an optical member made of a copolymer satisfying the above formulas (3) and (4) as a constituent member of a liquid crystal display device, a liquid crystal display device with smaller display color tone change can be obtained.
[0023]
More preferably, the monomer unit that does not satisfy the formula (2) satisfies the following formula (5).
ΔαG S  > 3.0 × 10-twenty fivecmThree    (5)
Moreover, it is more preferable that the monomer unit satisfying the formula (2) satisfies the following formula (6).
ΔαG S  <8.5 × 10-twenty fivecmThree    (6)
The polymer satisfying the formula (5) (more preferably the formula (6)) is O ′G(∞) is a particularly preferable value, and a liquid crystal display device including an optical member made of such a polymer as a constituent member has a very small change in display color tone.
[0024]
In the polymer of the present invention, a preferable value of the total molar fraction X of the monomer units (MU1) satisfying the formula (2) is a monomer unit (MU1) satisfying the formula (2) and a monomer not satisfying the formula (2). Although it varies depending on the type of the unit (MU2), it is preferably 0.2 to 0.95. By making such a molar fraction, particularly preferred O ′R(∞) and O 'GA polymer having (∞) is obtained. The structure of the monomer unit in the polymer and its mole fraction are1H-NMR spectrum and13It can be determined from the C-NMR spectrum.
[0025]
Where ΔαR SAnd ΔαG SWill be described.
ΔαR SAnd ΔαG SAre both defined using the principal value of the polarizability tensor of the side chain of the monomer unit. In the present invention, the side chain of the monomer unit means a part other than the main chain of the monomer unit defined below.
[0026]
In the present invention, the main chain in the polymer is defined as follows. First, the polymer is divided into repeating units constituting it. This repeating unit is referred to as a monomer unit. For example, in the case of a polymer obtained by homopolymerizing ethylene, the monomer unit has the following bold line portion. In general, each monomer unit in a polymer corresponds to each monomer subjected to polymerization during the production of the polymer.
[0027]
[Chemical 1]
Figure 0004587635
In the case of an ethylene-vinyl acetate copolymer, there are two types of monomer units:
[0028]
[Chemical 2]
Figure 0004587635
[0029]
Each of the monomer units other than the terminal is usually bonded to monomer units other than itself at two positions. Since there are very few terminal monomer units in the polymer, the present invention considers monomer units other than the terminal.
In each of all the monomer units other than the terminal in the polymer, there are two atoms involved in the bond with the monomer unit other than itself. In the present invention, in one monomer unit, a linkage between a bond existing between two atoms participating in a bond with another monomer unit and a bond between the monomer units is referred to as a main chain.
For example, when the monomer unit is a norbornene and there are two or more bond chains connecting two atoms involved in the bond with another monomer unit in one monomer unit, the bond chain The shortest of them is the main chain.
[0030]
The main chain in various monomer units is illustrated below. The bold line represents the main chain.
[0031]
[Chemical Formula 3]
Figure 0004587635
The above formula (a) represents a propylene unit, the formula (b) represents a methyl methacrylate unit, and the formula (c) represents a norbornene unit.
The polymer forming the optical member of the present invention is a polymer in which the main chain defined as described above is composed of only a carbon-carbon single bond.
[0032]
In the present invention, a portion other than the main chain of the polymer defined as described above is defined as a side chain. Examples of side chains in various monomer units are shown below. In the following formula, the bond between hydrogen and carbon is omitted, but the side chain in the present invention includes a bond between hydrogen and a side chain carbon, and a bond between hydrogen and a main chain carbon.
[0033]
[Formula 4]
Figure 0004587635
The above formula (a) represents a propylene unit, the formula (b) represents a methyl methacrylate unit, and the formula (c) represents a norbornene unit.
[0034]
The polymer used in the optical member of the present invention is Δα defined by the formula (I)R SIt is preferable to consist of one or more types of monomer units belonging to one of two categories of monomer units (MU1 and MU2) and one or more types of monomer units belonging to the other.
ΔαR S= Α1 S-(1/2) (α2 S+ ΑThree S)-(3/4) P (α1 SThree S(I)
Where α1 S, Α2 S, ΑThree SIs the principal value of the polarizability tensor of the side chain of the monomer unit, and α2 S≧ α1 S≧ αThree SSatisfy the relationship. P is 0 for a monomer unit having a side chain bonded to the main chain at two or more positions, and is 1 for a monomer unit having no side chain bonded to the main chain at two or more positions.
[0035]
Δα in the present inventionG SIs defined by the formula (II).
ΔαG S  = (1/4) (α2 SThree S)-(1/8) P (α1 SThree S(II)
Where α1 S, Α2 S, ΑThree SAnd P are as defined above.
[0036]
The polarizability tensor of the monomer unit can be determined from the chemical bond species constituting the monomer unit and the bond direction (see K. G. Denbigh, Trans. Faraday Soc., 36, 936, 1940). Such information can be actually measured by NMR or X-ray diffraction. In recent computer simulations, it is also possible to estimate these values with considerable accuracy without actually measuring them.
In the present invention, in order to efficiently develop products, polarization of monomer units is performed using convenient computer simulation software (Cambridge Software, CS ChemDraw Pro, CS Chem3D Pro; both are trademarks of Cambridge Soft). Although the rate tensor was calculated, the calculation method is not limited to this.
[0037]
The point to keep in mind when calculating the polarizability tensor in the simulation is to draw a structure in which three monomer units for which the polarizability tensor is to be obtained are bonded in succession, and are located in the center as the bonding direction of the chemical bond used in the calculation The monomer unit is used. This is because, in an actual polymer, the monomer unit is continuously bonded, so that the bond angle is influenced by the steric interference between adjacent ones. Therefore, if this can be taken into account, the polarizability tensor may be obtained by another method.
[0038]
Hereinafter, an example of a polarizability tensor calculation process using CS ChemDraw Pro and CS Chem3D Pro will be described.
For the monomer unit for which the polarizability tensor is determined, a structure in which the three monomer units are continuous is drawn with CS ChemDraw Pro. After this is converted into a 3D image with CS Chem3D Pro, energy minimization processing is performed. Thereafter, the positions of all atoms constituting at least the central monomer unit are expressed in the XYZ coordinate system. For all the bonds constituting the central monomer unit, polarizability tensors are determined according to the Denbigh method described in, for example, Trans. Faraday Soc., 36, 936, 1940.
In the present invention, the total polarizability tensor of bonds other than the main chain of the monomer unit is defined as the polarizability tensor of the monomer unit, and the main value of the polarizability tensor is expressed as α.1 S, Α2 S, ΑThree S(However, α2 S≧ α1 S≧ αThree S).
[0039]
ΔαR SIs a parameter defined using the principal value of the polarizability tensor of the monomer unit, as shown by formula (I), and is an index of the optical properties of the polymer having the monomer unit. ΔαG SIs a parameter defined using the principal value of the polarizability tensor of the monomer unit as shown in formula (II), and ΔαR SBy using in combination, the optical properties of the polymer can be shown more clearly.
[0040]
P in the formula (I) is 0 when the monomer unit of interest has side chains bonded to the main chain at two or more positions, and P is a side chain bonded to the main chain at two or more positions. 1 is not included. P is a parameter indicating whether or not the side chain is bound by the main chain. “P = 0” indicates that the side chain cannot freely rotate with respect to the main chain, and “P = 1” indicates that the side chain is not Indicates that it can rotate freely. For example, when the monomer unit is styrene, vinylcyclohexane or propylene, P is 1, and when it is norbornene or dimethanooctahydronaphthalene, P is 0.
[0041]
The polymer according to the present invention is preferably obtained by copolymerization of two or more types of monomers. A polymer that not only has excellent optical properties and heat resistance by polymerizing different types of monomers, but also has flexibility, solvent resistance, etc., and is more excellent for use in optical members Can be obtained.
When the polymer used in the optical member of the present invention is a copolymer obtained by copolymerization of two or more types of monomers, a monomer that gives a monomer unit (MU1) that satisfies formula (2), and a formula (2 It is preferable that the monomer which gives the monomer unit (MU2) which does not satisfy | fill () is a compound each selected from the following compound groups.
[0042]
The monomer that provides the monomer unit satisfying the formula (2) is preferably a compound selected from the group consisting of olefins having 2 to 3 carbon atoms, norbornene, and norbornene derivatives. Such compounds include ethylene, propylene, norbornene, 7-methyl-2-norbornene, 7-ethyl-2-norbornene, 7-chloro-2-norbornene, 7,7-dimethyl-2-norbornene, 7,7 -Diethyl-2-norbornene, 7-methyl-7-ethyl-2-norbornene, 5-methyl-2-norbornene, 5-ethyl-2-norbornene, 5-chloro-2-norbornene, 5,6-diethyl-2 -Norbornene derivatives such as norbornene and dimethanooctahydronaphthalene. For these monomers, the principal value of the polarizability tensor of the side chain of the monomer unit in the homopolymer, α1 S, Α2 S, ΑThree SAnd ΔαR SAnd ΔαG SIs shown below.
[0043]
[Table 1]
Figure 0004587635
[0044]
It is preferable that the monomer unit satisfying the formula (2) further satisfies the following formula (7).
-9.5 × 10-twenty five  <ΔαR S  <9.5 × 10-twenty five  cmThree  (7)
As a monomer that provides such a monomer unit that satisfies the following formula (7), ethylene, propylene, norbornene, or a norbornene derivative can be used. By using ethylene and / or propylene as a monomer, a polymer that is rich in flexibility and easy to mold can be obtained. Further, when particularly excellent heat resistance is required for the polymer, it is preferable to use norbornene or a norbornene derivative as a monomer, and the molar fraction in the polymer of monomer units derived from these monomers is 0.15 to 0.15. 0.6 is preferable, and 0.2 to 0.5 is particularly preferable.
[0045]
As a monomer that gives a monomer unit that does not satisfy Formula (2), olefins having 4 or more carbon atoms such as 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, and butadiene, vinylcyclohexane, styrene, and the like can be used. For these monomers, the principal value of the polarizability tensor of the side chain of the monomer unit in the homopolymer, α1 S, Α2 S, ΑThree SAnd ΔαR SAnd ΔαG SIs shown below.
[0046]
[Table 2]
Figure 0004587635
[0047]
The monomer unit that does not satisfy the formula (2) preferably further satisfies the following formula (8).
-2.5 × 10-twenty four  <ΔαR S  <-9.5 × 10-twenty five  cmThree(8)
Examples of the monomer that gives such a monomer unit satisfying the formula (8) include cyclic compounds having a vinyl group such as vinylcyclohexane and styrene.
By using a cyclic compound having a vinyl group, a polymer having a high glass transition temperature can be obtained.
Furthermore, it is more preferable that the monomer providing the monomer unit satisfying the above formula (8) is an aromatic compound having a vinyl group such as styrene (that is, an aromatic vinyl compound). By using an aromatic vinyl compound, it is possible to obtain a polymer that gives an optical member that hardly causes a change in display color tone when used in a liquid crystal display device, and gives a monomer unit that does not satisfy the formula (2). When an aromatic vinyl compound is used as the monomer, a preferable O ′ is obtained by setting the molar fraction of the monomer unit in the polymer to 0.1 to 0.4.R(∞) and O 'GA polymer having (∞) can be obtained.
[0048]
Moreover, it is preferable that the monomer which gives the monomer unit which satisfy | fills Formula (8) is an alicyclic vinyl compound like vinyl cyclohexane, for example. By using such an alicyclic vinyl compound, a polymer excellent in solvent resistance can be obtained. In this case, the molar fraction of the monomer unit in the polymer is 0.3 to 0.00. A preferred O ′R(∞) and O 'GA polymer having (∞) can be obtained.
[0049]
The polymer constituting the optical member of the present invention may be a homopolymer obtained by polymerization of one type of monomer or a copolymer obtained by copolymerization of two or more types of monomers. However, a copolymer is preferred. The polymerization type in the case of a copolymer may be either a random type or a block type. However, the block type copolymer forms microdomains by intramolecular phase separation, and is therefore disadvantageous in that it easily scatters light. have. The random form is therefore most preferred. Moreover, the kind of superposition | polymerization is arbitrary and addition polymerization, condensation polymerization, etc. are illustrated.
[0050]
The polymer constituting the optical member of the present invention has a glass transition temperature of 110 ° C. or higher. Thereby, it becomes an optical member excellent in heat resistance. In addition, for example, a polymer in an optical member used for an in-vehicle liquid crystal display device or a polymer in an optical member used with a backlight with high illuminance has a glass transition temperature (Tg) of 130 ° C. or higher. Is preferred.
[0051]
As described above, the polymer used in the optical member of the present invention is a copolymer obtained by copolymerization of two or more types of monomers, and is selected from the monomer units (MU1) satisfying the formula (2). It is preferable that the copolymer be composed of at least one monomer unit selected from the monomer units (MU2) not satisfying the formula (2).
[0052]
Specific examples of the binary copolymer include an ethylene / vinylcyclohexane copolymer, a norbornene / styrene copolymer, and a norbornene / vinylcyclohexane copolymer.
Specific examples of the terpolymer include ethylene / styrene / norbornene copolymer, ethylene / styrene / dimethanooctahydronaphthalene copolymer, propylene / styrene / norbornene copolymer, propylene / styrene / dimethano. Octahydronaphthalene copolymer, ethylene / tert-butoxystyrene / norbornene copolymer, ethylene / vinylcyclohexane / norbornene copolymer, ethylene / vinylcyclohexane / dimethanooctahydronaphthalene copolymer, propylene / vinylcyclohexane / norbornene copolymer Examples thereof include a polymer and a propylene / vinylcyclohexane / dimethanooctahydronaphthalene copolymer.
In particular, ethylene or propylene and two types of monomers, norbornene or norbornene derivatives, are used as monomers that give a monomer unit that satisfies the formula (2), and styrene or vinylcyclohexane is used as a monomer that gives a monomer unit that does not satisfy the formula (2). When an optical member is formed using a terpolymer produced using a cyclic compound having a vinyl group such as the optical member, when the optical member is used in an optical system of a liquid crystal display device, the change in display color tone is suppressed. And can contribute to the improvement of flexibility and heat resistance.
[0053]
The polymer used in the optical product of the present invention has a molecular weight, O ′ by appropriately changing polymerization conditions such as a polymerization temperature, a polymerization time, and a charge amount of each monomer in the case of a copolymer.R(∞), O 'GIn the case of (∞), a copolymer, the copolymer composition (that is, the content ratio of the monomer unit) of the polymer can be adjusted. The polymerization method is not particularly limited, and various methods such as batch or continuous gas phase polymerization method, bulk polymerization method, solution polymerization method using an appropriate solvent or slurry polymerization method can be used. The polymer may be, for example, isopropylidene (cyclopentadienyl) (3-tert-butyl-5-methyl-2-phenoxy) titanium dichloride, dimethylsilylene (tetramethylcyclopentadienyl) (3-tert-butyl). -5-methyl-2-phenoxy) titanium dichloride, ethylenebis (indenyl) zirconium dichloride, dimethylsilylenebis (indenyl) zirconium dichloride, isopropylidenebis (indenyl) zirconium dichloride, dimethylsilylenebis (2-methyl-indenyl) zirconium dichloride Metallocene catalyst such as isopropylidenebis (2-methyl-indenyl) zirconium dichloride, isopropylidene (cyclopentadienyl) (fluorenyl) zirconium dichloride , Triethylaluminum, triisobutylaluminum, methylalumoxane and other aluminum compounds, tri (n-butyl) ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylmethyl It can be produced by polymerizing a monomer in the presence of a catalyst obtained by contacting with a boron compound such as tetrakis (pentafluorophenyl) borate. Further, the catalyst system includes, for example, molecular oxygen, alcohol, ether, peroxide, carboxylic acid, acid anhydride, acid chloride, ester, ketone, nitrogen-containing compound, sulfur-containing compound, halogen-containing compound, molecular iodine, Other third components such as Lewis acids can also be added. Polymerization using the catalyst system is usually in the presence or absence of a solvent, usually at a polymerization temperature of −50 ° C. to 100 ° C., and a polymerization pressure of 0 to 50 kg / cm2Performed under the conditions of
[0054]
As long as the effects of the present invention are not significantly impaired, the polymer used for the optical member of the present invention appropriately contains an ultraviolet absorber, an antioxidant, a lubricant, an antistatic agent, an antibacterial agent, an antifogging agent, a plasticizer, and the like. Can be blended. Examples of the compoundable antioxidant include 6- [3- (3-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) propoxy] -2,4,8,10-tetra-tert-butyl-dibenz [ d, f] [1,3,2] dioxaphosphepine (trade name: Sumilizer (registered trademark) GP, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol ( Trade name: Sumilizer (registered trademark) BHT-R, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Octadecyl 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenol) propionate (trade name: Sumilizer (registered trademark) BP -76, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), pentaerythrityltetrakis [3- (5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenol) -propinate] Trade name: Sumilizer (registered trademark) BP-101, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Tris (2,4-di-tert-butylphenyl) -phosphite (trade name: Sumilizer (registered trademark) P-16, Sumitomo Chemical Industry Co., Ltd.).
[0055]
Since the optical member of the present invention has high heat resistance, high transparency, and excellent properties with respect to polarized light, lenses such as spectacle lenses, f / θ lenses, pickup lenses, prisms, optical fibers, optical recording media, and magneto-optical recording media As a disk substrate, a constituent member of an optical system of a liquid crystal display device, etc., it is particularly preferable as a protective film for a polarizing plate.
[0056]
Optical members according to the present invention such as light guide plates, polarizing plates, polarizing plate protective films, liquid crystal cell substrates, light diffusing plates, and constituent members of liquid crystal display devices represented by condensing films are injection molding, extrusion molding, It can be manufactured by a forming method such as roll rolling or press forming. Examples of methods for forming the polymer used in the optical member according to the present invention into a film or sheet such as a polarizing plate protective film or a liquid crystal cell substrate include extrusion molding such as T-die casting molding and inflation molding, and calendar molding. Roll rolling, press molding, solvent casting method and the like. When processing the polymer used for the optical member according to the present invention into an optical film, the thickness is usually about 50 to 300 μm.
[0057]
The polarizing plate is preferably formed by laminating the polarizing plate protective film of the present invention on one side or both sides of the polarizing film. Although the material of a polarizing film is not specifically limited, Usually, polyvinyl alcohol-type resin is used. The method for adhering the polarizing film and the polarizing plate protective film is not particularly limited, but an adhesive is usually used. As the adhesive, for example, urethane adhesive, acrylic adhesive, chlorinated polyolefin adhesive, ether adhesive, ester adhesive, polyethyleneimine adhesive and the like are preferably used.
The polarizing plate of the present invention is preferably used for constituting a liquid crystal display device together with a retardation film, a liquid crystal cell, a gas barrier layer and the like.
[0058]
The spectacle lens can be manufactured, for example, by a cast polymerization method (see Fumio Ide, “Transparent Resin That Has Been Here”, page 211, published by Industrial Research Institute, Inc. (2001)).
Various lenses such as pickup lenses and prisms can be manufactured by, for example, injection molding (see Fumio Ide, “Transparent Resin So far”, page 97, published by Kogyo Kenkyukai (2001)).
An optical fiber can be manufactured, for example, by forming a fiber (raw yarn) by spinning, drawing, and cable processing (see Fumio Ide, “Transparent Resin So far”, p. 149, published by Industrial Research Co., Ltd. (2001)). ).
The disk substrate of the optical recording medium and the magneto-optical recording medium can be manufactured, for example, by injection compression molding (see Fumio Ide, “Transparent Resin So far”, page 122, published by Industrial Research Institute, Inc. (2001)).
[0059]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
(1) Glass transition temperature (Tg)
The glass transition temperature (Tg) of the polymer was measured according to JIS K7121 using a differential scanning calorimeter DSC220 manufactured by Seiko Electronics Industry.
[0060]
(2) O 'R(∞) and O 'G(∞)
O 'R(∞) and O 'G(∞) was determined based on the modified stress optical law (T. Inoue et al. “Polymer” 38, 1215, 1997, T. Inoue et al. “Rheologica Acta” 36, 239, 1997, T. Inoue et al. “Macromolecules” 29, 6240, 1996, T. Inoue et al. “Macromolecules” 24, 5670, 1991, T. Inoue et al. For the measurement, a commercially available viscoelasticity measuring device equipped with a birefringence measuring optical system was used. Further, a press sheet having a thickness of 500 μm was used as a measurement sample.
A vibrational strain that changes periodically with the passage of time was applied to the polymer, and the resulting stress change and birefringence change were measured simultaneously. From this result, based on the corrected stress optical law, CR, CG, E 'R(∞), E 'GBy calculating (∞) and substituting each value into equations (e) and (f), O 'R(∞) and O 'G(∞) was obtained.
O 'R(∞) = CRE 'R(∞) (e)
O 'G(∞) = CGE 'G(∞) (f)
[0061]
(3) Δα of monomer unitR SAnd ΔαG S
ΔαR SAnd ΔαG SA structure in which 3 units of monomer units to be calculated were drawn with CS ChemDraw Pro, and this was converted into a stereoscopic image with CS Chem3D Pro, and then energy minimization was performed. All atomic positions were expressed in the XYZ coordinate system. The polarizability tensor is obtained for each bond other than the main chain constituting the central monomer unit, and the sum of these is defined as the polarizability tensor of the monomer unit, and the principal value α1 S, Α2 S, ΑThree S(However, α2 S≧ α1 S≧ αThree S). Using this principal value, ΔαR SFrom the formula (II), ΔαG SWas calculated.
ΔαR S  = Α1 S-(1/2) (α2 S+ ΑThree S)-(3/4) P (α1 SThree S(I)
ΔαG S  = (1/4) (α2 SThree S)-(1/8) P (α1 SThree S(II)
However, P = 0 or 1.
[0062]
(4) Amount of monomer unit
Each amount (molar fraction, X and Y) of the monomer unit satisfying the formula (2) and the monomer unit not satisfying the formula (2) in the polymer used for the optical member is:1H-NMR spectrum and13It calculated | required from the C-NMR spectrum.
1For the H-NMR spectrum, a nuclear magnetic resonance apparatus JNM-EX270 manufactured by JEOL Ltd. was used, and dichloromethane-d as a solvent.2And measured at room temperature.
Also,13For the C-NMR spectrum, a nuclear magnetic resonance apparatus AC250 manufactured by BRUKER was used, and orthodichlorobenzene / orthodichlorobenzene-d as a solvent.FourMeasurement was performed at 135 ° C. using (volume fraction = 4/1).
[0063]
(5) ΔαR PAnd ΔαG P
Δα of the monomer unit satisfying the formula (2)R SAnd ΔαG SRespectively, ΔαRAi SAnd ΔαGAi SAnd Δα of the monomer unit not satisfying the formula (2)R SAnd ΔαG SRespectively, ΔαRBi SAnd ΔαGBi SAnd Δα of each monomer unit determined by the above methodR S, ΔαG SAnd Δα from the formula (i) using the molar fractions X and YR PFrom equation (ii)G PWas calculated respectively.
Figure 0004587635
[0064]
(6) Color change
A polymer film obtained by press molding was bonded to both surfaces of a polarizing film made of polyvinyl alcohol produced by a known method using a urethane-based adhesive to obtain a laminated film. Next, this laminated film (polarizing plate) was cut into a square having a side of 130 mm so that the absorption axis of the laminated film (polarizing plate) was 45 ° to one side. The laminated film thus cut was bonded to both surfaces of a transparent glass plate with an acrylic pressure-sensitive adhesive so as to be crossed Nicol to obtain a laminated body. This laminate was allowed to stand at 80 ° C. for 500 hours. The color tone of the laminate before and after the treatment (the presence or absence of light leakage when the laminate was placed on the light box) was observed, and the change in color tone was examined.
[0065]
Example 1
In a 400 ml autoclave purged with argon, 57 ml of styrene, 100 ml of a toluene solution of norbornene (5 mol / l) and 73 ml of dehydrated toluene were charged, and then 0.4 MPa of ethylene was charged. 4 ml of toluene solution of triisobutylaluminum [manufactured by Tosoh Akzo Co., Ltd., 1 mol / l], 10.8 mg of isopropylidene (cyclopentadienyl) (3-tert-butyl-5-methyl-2-phenoxy) titanium dichloride A solution dissolved in 5.4 ml of dehydrated toluene and a mixture of 39.8 mg of N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate in 10 ml of dehydrated toluene were sequentially added, and the reaction solution was stirred at 50 ° C. for 3 hours. . Thereafter, the reaction solution was poured into a mixture of 5 ml of hydrochloric acid (12N) and 800 ml of acetone, and the precipitated white solid was collected by filtration. The solid was washed with acetone and then dried under reduced pressure. As a result, 17.14 g of a polymer was obtained. The copolymer composition of styrene of this polymer was 23 mol%, and the copolymer composition of norbornene was 41 mol%. When DSC measurement of this polymer was performed, no endothermic peak derived from melting of the crystal was observed, so that it was confirmed that the polymer was amorphous. This polymer was press-molded at 270 ° C. to produce a strip-shaped sheet having a thickness of 500 μm.R(∞) and O 'G(∞) was determined by the method described above. The obtained polymer was press-molded in the same manner as described above to produce an optical film having a thickness of 135 μm. In a color tone change test using this film, the entire laminate was uniformly black before and after the treatment at 80 ° C., and almost no color tone change was observed by this treatment. A liquid crystal display device using this optical film as a polarizing plate protective film has a very small change in display color tone even when used for a long time.
[0066]
(Example 2)
In a 400 ml autoclave substituted with argon, 17 ml of styrene, 60 ml of a toluene solution of norbornene (5 mol / l) and 54 ml of dehydrated toluene were added, and then 0.4 MPa of ethylene was charged. 4 ml of toluene solution of triisobutylaluminum [manufactured by Tosoh Akzo Co., Ltd., 1 mol / l], 8.7 mg of isopropylidene (cyclopentadienyl) (3-tert-butyl-5-methyl-2-phenoxy) titanium dichloride A solution dissolved in 4.3 ml of dehydrated toluene and a mixture of 31.5 mg of N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate in 10 ml of dehydrated toluene were sequentially added, and the reaction solution was stirred at 50 ° C. for 1 hour. Thereafter, the reaction solution was poured into a mixture of 5 ml of hydrochloric acid (12N) and 800 ml of acetone, and the precipitated white solid was collected by filtration. The solid was washed with acetone and then dried under reduced pressure. As a result, 8.31 g of a polymer was obtained. The copolymer composition of styrene of this polymer was 16 mol%, and the copolymer composition of norbornene was 43 mol%. When DSC measurement of this polymer was performed, no endothermic peak derived from melting of the crystal was observed, so that it was confirmed that the polymer was amorphous. This polymer was press-molded at 270 ° C. to produce a strip-shaped sheet having a thickness of 500 μm.R(∞) and O 'G(∞) was determined by the method described above. The obtained polymer was press-molded in the same manner as described above to produce an optical film having a thickness of 135 μm. In a color tone change test using this film, the entire laminate was uniformly black before and after the treatment at 80 ° C., and the color tone change due to this treatment was not recognized so much. A liquid crystal display device using this optical film as a polarizing plate protective film has a small change in display color tone even when used for a long time.
[0067]
(Example 3)
1.5m substituted with argonThreeThe autoclave was charged with 75 kg of styrene, 143 kg of a toluene solution of norbornene (5 mol / l) and 113 kg of dehydrated toluene, and then charged with 0.4 MPa of ethylene. 6.9 kg of a toluene solution of triisobutylaluminum [manufactured by Tosoh Akzo Co., Ltd., 1 mol / l], 12 g of isopropylidene (cyclopentadienyl) (3-tert-butyl-5-methyl-2-phenoxy) titanium dichloride A solution prepared by dissolving 2.8 kg of dehydrated toluene and 51 g of N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate mixed with 8.7 kg of dehydrated toluene were sequentially added, and the reaction solution was stirred at 50 ° C. for 3.8 hours. did. Thereafter, the reaction solution was poured into a mixture of 2 L of hydrochloric acid (12N) and 3600 L of acetone, and the precipitated white solid was collected by filtration. The solid was washed with acetone and then dried under reduced pressure to obtain 34 kg of a polymer. This polymer had a styrene copolymer composition of 21 mol% and a norbornene copolymer composition of 42 mol%. When DSC measurement of this polymer was performed, no endothermic peak derived from the melting of the crystal was observed, so that it was confirmed that the polymer was amorphous. This polymer was press-molded at 270 ° C. to produce a strip-shaped sheet having a thickness of 500 μm.R(∞) and O 'G(∞) was determined by the method described above. The obtained kneaded product was press-molded in the same manner as described above to produce an optical film having a thickness of 135 μm. In a color tone change test using this film, the entire laminate was uniformly black before and after the treatment at 80 ° C., and almost no color tone change was observed by this treatment. A liquid crystal display device using this optical film as a polarizing plate protective film has a very small change in display color tone even when used for a long time.
[0068]
(Comparative Example 1)
When a color tone change test was performed using a film made of an amorphous polymer obtained by polymerizing the monomers shown in the column of Comparative Example 1 in Table 4, the entire laminate was processed before treatment at 80 ° C. While it was uniformly black, light leakage (white spots) was observed near the center of each side of the laminate after treatment. When a liquid crystal display device using this film as a polarizing plate protective film is used for a long period of time, the color tone of the display is greatly changed, making it difficult to use.
[0069]
(Comparative Example 2)
When a color change test was performed using a film made of an amorphous polymer obtained by polymerizing the monomers shown in the column of Comparative Example 2 in Table 4, the entire laminate was processed before treatment at 80 ° C. While it was uniformly black, light leakage (white spots) was observed near the center of each side of the laminate after treatment. When a liquid crystal display device using this film as a polarizing plate protective film is used for a long period of time, the color tone of the display is greatly changed, making it difficult to use.
[0070]
(Comparative Example 3)
When a color tone change test was performed using a film made of an amorphous polymer obtained by polymerizing the monomers shown in the column of Comparative Example 3 in Table 4, the entire laminate was processed before treatment at 80 ° C. While it was uniformly black, light leakage (white spots) was observed near the center of each side of the laminate after treatment. When a liquid crystal display device using this film as a polarizing plate protective film is used for a long period of time, the color tone of the display is greatly changed, making it difficult to use.
[0071]
(Comparative Example 4)
When a color tone change test was performed using a film made of an amorphous polymer obtained by polymerizing the monomers shown in the column of Comparative Example 4 in Table 4, the entire laminate was processed before treatment at 80 ° C. While it was uniformly black, light leakage (white spots) was observed near the center of each side of the laminate after treatment. When a liquid crystal display device using this film as a polarizing plate protective film is used for a long period of time, the color tone of the display is greatly changed, making it difficult to use.
[0072]
(Comparative Example 5)
Into a 400 ml autoclave substituted with argon, 11.4 ml of styrene, 20 ml of a toluene solution of norbornene (5 mol / l) and 105 ml of dehydrated toluene were charged in advance, and then 0.8 MPa of ethylene was charged. Isopropylidene (cyclopentadienyl) (3-tert-butyl-5-methyl-2-phenoxy) titanium dichloride in a solution of 15.5 mg in dehydrated toluene 15 ml and a toluene solution of triisobutylaluminum [Tosoh Akzo Co., Ltd. Made, 1 mol / l] 2.5 ml was mixed in advance and charged, and then 80.1 mg of N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate dissolved in 47 ml of dehydrated toluene was added. Stir at 1 ° C. for 1 hour. Thereafter, the reaction solution was poured into a mixture of 5 ml of hydrochloric acid (12N) and 1000 ml of acetone, and the precipitated white solid was collected by filtration. The solid was washed with acetone and then dried under reduced pressure to obtain 26.85 g of a polymer. The copolymer composition of styrene of this polymer was 16 mol%, and the copolymer composition of norbornene was 15 mol%. When DSC measurement of this polymer was performed, no endothermic peak derived from the melting of the crystal was observed, so that it was confirmed that the polymer was amorphous. The polymer is press-molded at 190 ° C. to produce a strip-shaped sheet having a thickness of 500 μm.R(∞) and O 'G(∞) was determined by the method described above. The obtained polymer was press-molded in the same manner as described above to produce an optical film having a thickness of 135 μm. When a color change test using this film was performed, the entire laminate was uniformly black before the treatment at 80 ° C., whereas after the treatment, light was emitted near the center of each side of the laminate. Leakage (white spots) was observed. When a liquid crystal display device using this film as a polarizing plate protective film is used for a long period of time, the color tone of the display is greatly changed, making it difficult to use.
[0073]
Δα of monomer units constituting the polymers of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5R S, ΔαG S, Molar ratio of each monomer unit in the polymer, O ′ of the polymerR(∞), O 'GTable 3 and Table 4, FIG. 1 and FIG. 2 summarize the results of (∞), the glass transition temperature, and the color tone change of the polarizing plate prepared using the polymer. The color tone change of each sample (laminated body) observed by the test method was displayed in the table based on the following criteria (1) to (5).
(1): Almost no change in color tone is observed.
{Circle around (2)} A change in color tone that is intermediate between {circle around (1)} and {circle around (3)} below is observed.
(3): A slight change in color tone is recognized to the extent that there is no practical problem.
{Circle around (4)} A change in color tone that is intermediate between {circle around (3)} and {circle around (5)} below is observed.
(5): Significant change in color tone is recognized.
[0074]
[Table 3]
Figure 0004587635
[0075]
[Table 4]
Figure 0004587635
[0076]
【The invention's effect】
The optical member according to the present invention is excellent in heat resistance and transparency, and has high stability in optical performance. Therefore, by using this optical member as, for example, a constituent member of an optical system of a liquid crystal display device, it is possible to suppress a change in display color tone associated with a change in the use environment of the liquid crystal display device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 O ′ of the polymers of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5R(∞) and O 'GIt is a graph which shows ((infinity)).
FIG. 2 shows monomer units constituting the polymers of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5.△ α calculated from R P and△ α G P It is a graph which shows.

Claims (6)

下式(1)、
|O'G(∞)| < −0.75×|O'R(∞)| + 0.017 (1)
を満たす光学特性パラメータO'R(∞)およびO'G(∞)を有し、非晶質であって、かつ、ガラス転移温度が110℃以上であり、炭素数2〜3のオレフィンに由来するモノマーユニット(A)と、ノルボルネンまたはノルボルネン誘導体に由来するモノマーユニット(B)と、ビニル基を有する環状化合物に由来するモノマーユニット(C)とからなり、該モノマーユニット(C)のモル分率の合計が0.16以上0.4以下であり、かつ、下式(3)および(4)を満たす共重合体からなることを特徴とする光学部材であって、押出成形、ロール圧延、プレス成形または溶剤キャスト法により製造された偏光板の保護フィルムまたは液晶セルの基板である、前記光学部材。
−1.0×10-24 < ΔαR P < −5.7×10-25 cm3 (3)
3.7×10-25 < ΔαG P < 5.4×10-25 cm3 (4)
[式(3)、(4)中、ΔαR PおよびΔαG Pは、それぞれ下式(i)および(ii)で定義されるパラメータであり、
Figure 0004587635
式(i)および(ii)中、Xはモノマーユニット(A)およびモノマーユニット(B)のモル分率であり、
はモノマーユニット(C)のモル分率であり、
ΔαRAi Sはモノマーユニット(A)およびモノマーユニット(B)のΔαR Sであり、
ΔαRBj Sはモノマーユニット(C)のΔαR Sであり、
ΔαR Sは下式(I)で定義されるパラメータであり、
ΔαR S = α1 S−(1/2)(α2 S+α3 S)−(3/4)P(α1 S−α3 S)(I)
式(I)中、α1 S、α2 S、α3 Sはモノマーユニットにおける側鎖の分極率テンソルの主値であって、α2 S≧α1 S≧α3 Sという関係を満たし、Pは、主鎖と2箇所以上で結合している側鎖を有するモノマーユニットでは0であり、主鎖と2箇所以上で結合している側鎖を有しないモノマーユニットでは1であり、
式(ii)中、ΔαGAi SおよびΔαGBj Sはそれぞれ、モノマーユニット(A)およびモノマーユニット(B)について下式(II)で定義されるΔαG Sの値およびモノマーユニット(C)について下式(II)で定義されるΔαG Sの値であり、
ΔαG S = (1/4)(α2 S−α3 S)−(1/8)P(α1 S−α3 S) (II)
式(II)中、α1 S、α2 S、α3 SおよびPは、前記と同義である。]
The following formula (1),
| O ′ G (∞) | <−0.75 × | O ′ R (∞) | +0.017 (1)
Derived from an olefin having 2 to 3 carbon atoms, having optical property parameters O ′ R (∞) and O ′ G (∞) satisfying the above, amorphous, glass transition temperature of 110 ° C. or higher The monomer unit (A), the monomer unit (B) derived from norbornene or a norbornene derivative, and the monomer unit (C) derived from a cyclic compound having a vinyl group, the mole fraction of the monomer unit (C) Is an optical member characterized in that it is made of a copolymer that satisfies the following formulas (3) and (4): The said optical member which is a protective film of the polarizing plate manufactured by the shaping | molding or the solvent casting method, or the board | substrate of a liquid crystal cell.
−1.0 × 10 −24 <Δα R P <−5.7 × 10 −25 cm 3 (3)
3.7 × 10 −25 <Δα G P <5.4 × 10 −25 cm 3 (4)
[In the formulas (3) and (4), Δα R P and Δα G P are parameters defined by the following formulas (i) and (ii), respectively.
Figure 0004587635
In formulas (i) and (ii), X i is the molar fraction of monomer unit (A) and monomer unit (B);
Y j is the molar fraction of the monomer unit (C),
Δα RAi S is Δα R S of the monomer unit (A) and the monomer unit (B),
Δα RBj S is Δα R S of the monomer unit (C),
Δα R S is a parameter defined by the following formula (I):
Δα R S = α 1 S − (1/2) (α 2 S + α 3 S ) − (3/4) P (α 1 S −α 3 S ) (I)
In formula (I), α 1 S , α 2 S , α 3 S are main values of the polarizability tensor of the side chain in the monomer unit, and satisfy the relationship of α 2 S ≧ α 1 S ≧ α 3 S , P is 0 for a monomer unit having a side chain bonded to the main chain at two or more positions, and is 1 for a monomer unit having no side chain bonded to the main chain at two or more positions,
In the formula (ii), Δα GAi S and Δα GBj S are respectively the values of Δα G S defined in the following formula (II) and the monomer unit (C) for the monomer unit (A) and the monomer unit (B). It is the value of Δα G S defined by the formula (II),
Δα G S = (1/4) (α 2 S −α 3 S ) − (1/8) P (α 1 S −α 3 S ) (II)
In formula (II), α 1 S , α 2 S , α 3 S and P are as defined above. ]
前記共重合体は、ビニル基を有する環状化合物に由来するモノマーユニット(C)が芳香族ビニル化合物に由来する共重合体であることを特徴とする請求項1記載の光学部材。  The optical member according to claim 1, wherein the copolymer is a copolymer in which the monomer unit (C) derived from a cyclic compound having a vinyl group is derived from an aromatic vinyl compound. 前記共重合体は、ビニル基を有する環状化合物に由来するモノマーユニット(C)が脂環式ビニル化合物に由来する共重合体であることを特徴とする請求項1記載の光学部材。The optical member according to claim 1, wherein the copolymer is a copolymer in which the monomer unit (C) derived from a cyclic compound having a vinyl group is derived from an alicyclic vinyl compound. 前記共重合体中のノルボルネンまたはノルボルネン誘導体に由来するモノマーユニット(B)のモル分率が0.15〜0.6であることを特徴とする請求項1記載の光学部材。The optical member according to claim 1, wherein the molar fraction of the monomer unit (B) derived from norbornene or a norbornene derivative in the copolymer is 0.15 to 0.6. 偏光膜の少なくとも片面に、偏光板保護フィルムである請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学部材が配されていることを特徴とする偏光板。It is a polarizing plate protective film on at least one surface of a polarizing film, The optical member of any one of Claims 1-4 is distribute | arranged, The polarizing plate characterized by the above-mentioned. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶セルの基板および/または請求項5記載の偏光板を備えることを特徴とする液晶表示装置。A liquid crystal display device comprising the substrate of the liquid crystal cell according to claim 1 and / or the polarizing plate according to claim 5.
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